Projekti / Programi
Analiza koncentriranega vnosa sil v vijačenih spojih z zagotavljanjem duktilnosti
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.01.03 |
Tehnika |
Gradbeništvo |
Konstrukcije v gradbeništvu |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T230 |
Tehnološke vede |
Visoke gradnje |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.01 |
Tehniške in tehnološke vede |
Gradbeništvo |
jeklene konstrukcije, vijačeni spoji, bočni pritisk, duktilnost, numerične simulacije
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
24336 |
dr. Primož Može |
Gradbeništvo |
Vodja |
2011 - 2013 |
238 |
Organizacije (1)
Povzetek
Pogost tip stikovanja jeklenih elementov predstavljajo preklopni vijačeni spoji. Vezno sredstvo so strižno obremenjeni vijaki, ki prenašajo obremenitve med spojenimi elementi. Torej vijaki z bočnimi pritiski predstavljajo koncentriran vnos sil v jekleno pločevino. Rezultat je koncentracija napetosti v pločevini. Če material nima zadostne duktilnosti, koncentracija napetosti povzroči začetek loma. Jeklo običajne kvalitete je duktilno in zagotavlja otopitev napetostnih konic. Nosilnost na bočni pritisk je definirana v Evrokodu. Določena je bila na podlagi testov spojev z enim ali dvema vijakom. V znanstvena literatura, kjer so predstavljeni testi posameznih spojev navaja, da je obstoječa nosilnost na bočni pritisk konzervativna in da ne poda razporeditve sil med vijaki, ki je v določenih primerih neenakomerna. Prav tako ima omenjena nosilnost nejasno definicijo, saj omejuje deformacijo luknje za vijak, s tem da je deformacija podana kot omejitev napetosti. Tudi strokovno mednarodno telo ECCS TC10 je zainteresirano za rešitev problema.
V ta namen bom testiral okvirno 50 preklopnih spojev z največ šestimi vijaki. Teste bom numerično simuliral. Na podlagi verificiranih numeričnih modelov bom z numerično parametrično študijev analiziral vpliv geometrije in materiala na nosilnost in razpored napetosti v preklopnih spojih. Ti rezultati in rezultati testov iz literature bodo služili za analizo koncentriranega vnosa sil v vijačenih spojih z zagotavljanem duktilnosti. Pri tem bom analiziral porušne mehanizme, razporeditev sil med vijaki in sekundarne vplive, ki so posledica prenosa sil. Literatura navaja, da trenje (sekundarni vpliv), ki se pojavi zaradi deformacije pločevin po debelini, igra pomembno vlogo pri celotni nosilnosti spoja, hkrati pa neugodno vpliva na nosilnost vijakov. V njih se pojavi natezna napetost, ki v kombinaciji z strižno napetostjo znižuje nosilnost vijaka. Z rezultati bom razvil novo analitično metodo za izračun nosilnosti na bočni pritisk. Ker bo metoda temeljila na porušnih mehanizmih, bo možno določiti tudi tip porušitve v spoju. Metodo bom statistično ovrednotil z namenom za prenos v inženirsko prakso. Merodajnim organom bom podal bom predlog za spremembo ustreznega Evrokoda.
Pomen za razvoj znanosti
V okviru projekta sem dosegel pomembne rezultate v mednarodnem merilu. Koncentriran vnos sile v pločevino preko bočnega pritiska vijaka je bil sistematično analiziran, tako za jekla običajne trdnosti, kot za jekla visoke trdnosti. Z numeričnimi analizami so pojasnjeni mehanizmi prenosa obremenitev. Razvita je bila nova kontrola nosilnosti pločevine v bočnem pritisku, njena uporabnost pa je bila definirana na osnovi obsežnih testov v laboratoriju in numeričnih analiz. Deformacijska kapaciteta pločevine v bočnem pritisku je bila prvič ovrednotena za konstrukcijska jekla do kvalitete S700. S tem so postavljeni temelji za kontrolo nosilnosti pločevine, obremenjene s skupino veznih sredstev. Podan je bil nov računski model z nadomestnimi vzmetmi za izračun togosti pločevine v bočnem pritisku, ki podaja odlične rezultate za preklopne spoje z enim ali več vijaki. Rezultati projekta so bili predstavljeni mednarodnim tehničnim odborom (ECCS TC 10, EvG 1993-1-12) z namenom, da se kontrolo nosilnosti pločevine v bočnem pritisku in kontrolo nosilnosti oslabljenega prereza v standardih EN 1993-1-8 in EN 1993-1-1 ustrezno spremeni. Pričakujem, da bodo predvidene spremembe uspešno vključene v popravke omenjenih standardov, saj so predlagane rešitve enostavnejše in manj konservativne od obstoječih.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati projekta bodo imeli neposreden vpliv v Sloveniji, upoštevajoč predloge za spremembe standardov EN 1993-1-1 in EN 1993-1-8, saj slovenska zakonodaja predpisuje uporabo slovenskih standardov družine Evrokod, ki pa so po vsebini enaki evropskim. Pričakujem, da bodo predvidene spremembe uspešno vključene v popravke omenjenih standardov, saj so predlagane rešitve enostavnejše in manj konservativne od obstoječih. Na Univerzi v Ljubljani bo pridobljeno znanje vključeno v predavanja pri predmetih, ki obravnavajo jeklene konstrukcije. Znanje se podaja tudi projektantom preko objav v slovenskih strokovnih revijah in drugod.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
